Наскоро сондата на американския Spirit завърши дълбоко космически лазерен тест за комуникация със наземни съоръжения на 16 милиона километра, като постави нов запис на разстоянието на Space Optical Communication. И така, какви са предимствата наЛазерна комуникация? Въз основа на техническите принципи и изискванията на мисията, какви трудности е необходимо да се преодолее? Каква е перспективата за неговото приложение в областта на дълбокото пространство в бъдеще?
Технологични пробиви, не се страхуват от предизвикателства
Дълбокото пространство за изследване е изключително предизвикателна задача в хода на космическите изследователи, изследващи Вселената. Сондите трябва да преминат през далечно междузвездно пространство, да преодолеят екстремни среди и тежки условия, да придобият и предават ценни данни, а комуникационните технологии играят жизненоважна роля.
Схематична диаграма наДълбока космическа лазерна комуникацияЕксперимент между сондата на Spirit Satellite и наземната обсерватория
На 13 октомври започна Spirit Probe, като започна пътешествие за проучване, което ще продължи поне осем години. В началото на мисията тя работи с телескопа на Хейл в обсерваторията Паломар в Съединените щати, за да тества лазерната комуникационна технология в дълбоко пространство, използвайки почти инфрачервено лазерно кодиране за комуникация на данни с екипи на Земята. За тази цел детекторът и нейното лазерно комуникационно оборудване трябва да преодолеят поне четири вида трудности. Съответно, отдалеченото разстояние, затихването на сигнала и смущения, ограничаването на честотната лента и забавянето, ограничаването на енергията и проблемите с разсейването на топлината заслужават внимание. Изследователите отдавна са очаквали и подготвили за тези трудности и са пробили по серия от ключови технологии, поставяйки добра основа за сондата на Spirit да провежда експерименти с дълбоки космически лазерни комуникации.
На първо място, Spirit Detector използва високоскоростна технология за предаване на данни, избран лазерен лъч като носител на предаване, оборудван с aЛазер с висока мощностпредавател, използвайки предимствата налазерно предаванеСкорост и висока стабилност, опитвайки се да установим лазерни комуникационни връзки в дълбоката космическа среда.
Второ, за да подобри надеждността и стабилността на комуникацията, Детекторът на Spirit приема ефективна технология за кодиране, която може да постигне по -висока скорост на предаване на данни в рамките на ограничената честотна лента, като оптимизира кодирането на данни. В същото време това може да намали скоростта на бита и да подобри точността на предаването на данни, като използва технологията за кодиране на корекция на грешките напред.
Трето, с помощта на интелигентна технология за планиране и контрол, сондата осъзнава оптималното използване на комуникационните ресурси. Технологията може автоматично да коригира комуникационните протоколи и скоростта на предаване според промените в изискванията на задачите и комуникационната среда, като по този начин гарантира най -добрите резултати от комуникацията при ограничени енергийни условия.
И накрая, за да подобри способността за приемане на сигнала, Spirit Probe използва технология за приемане на много лъчи. Тази технология използва множество приемащи антени, за да образува масив, който може да подобри чувствителността на приемането и стабилността на сигнала и след това да поддържа стабилна комуникационна връзка в сложната дълбока космическа среда.
Предимствата са очевидни, скрити в тайната
Външният свят не е трудно да се установи, чеЛазерДали основният елемент на теста за комуникация в дълбоката космическа комуникация на Spirit сондата, така че какви специфични предимства има лазерът, за да помогне на значителния напредък на дълбоката космическа комуникация? Каква е мистерията?
От една страна, нарастващото търсене на масивни данни, изображения с висока разделителна способност и видеоклипове за мисии за дълбоко пространство за изследване е задължително да изисква по-високи скорости на предаване на данни за комуникация в дълбокия пространство. На фона на разстоянието на предаване на комуникация, което често се „започва“ с десетки милиони километри, радиовълните постепенно са „безсилни“.
Докато лазерната комуникация кодира информация за фотоните, в сравнение с радиовълните, близките светлинни вълни имат по-тясна дължина на вълната и по-висока честота, което прави възможно да се изградят пространствени данни „магистрала“ с по-ефективно и плавно предаване на информация. Тази точка е предварително проверена в ранните експерименти с нискоземната орбита. След като предприеме подходящи адаптивни мерки и преодоляване на атмосферните смущения, скоростта на предаване на данни на лазерната комуникационна система някога е била почти 100 пъти по -висока от тази на предишните средства за комуникация.
Време за публикация: февруари-26-2024